[发明专利]重载铁路隧道群无砟轨道施工方法

权利要求书

1.一种重载铁路隧道群无砟轨道施工方法，其特征在于，包括隧道内无砟轨道道床板施工和桥梁地段无砟轨道施工；

一、隧道内无砟轨道道床板施工

（1）施工方法

道床板采用轨排排架法施工；轨排包括框架组合装置、工具轨、轨距调节鱼尾板、角度调节装置、竖向螺柱及连接螺栓；

（2） CPⅢ布设

1、CPⅢ控制点应布置在边墙电缆槽上方30～50cm处；

2、CPⅢ预埋件应在边墙上开凿安装孔后，使用植筋胶横插埋设，外露端不得低于埋入端；CPⅢ布设时，应充分考虑洞内其它设施对CPⅢ控制点的影响，避免遮挡、破坏；

（3）隧道仰拱回填层处理

1、对隧道仰拱回填层进行凿毛处理；

2、通过CPⅢ控制点每隔10m在回填层上测放出轨道中线控制点，中线应用明显颜色标记，并记录控制点准确里程及坐标值；以轨道中线控制点为基准放出纵、横向模板边线；

3、道床板与下部基础通过植筋进行可靠连接，为轨道结构提供限位；距洞口50m范围内，每相邻两枕或支承块间植一排5根钢筋；距洞口50～200m范围内，每隔一根轨枕或支承块植一排5根钢筋；距洞口大于200m范围内，每块板下植5排钢筋；距洞口200m范围内，钢筋直径为20mm，距洞口大于200m范围内，钢筋直径为16mm；钢筋长度为480mm，其中采用植筋胶植入隧道仰拱回填层或底板内的长度为200mm；

（4）道床板底层钢筋铺设

1、道床板的纵向结构单元钢筋每60m单元断开，综合接地每100m单元采用绝缘搭接；绑扎时在纵、横向钢筋搭接处采用绝缘卡隔离，确保纵、横向钢筋节点绝缘；纵向钢筋进行搭接，相邻钢筋的搭接接头应相互错开，搭接长度不小于700mm，相邻搭接接头中心错开距离不小于1000mm；同一截面上的钢筋搭接率不大于50%；

2、按测量放样位置和轨枕下纵向钢筋设计数量，将纵向钢筋依次散铺到隧道底板上；根据全站仪放样点，在底板顶面上用钢卷尺量出底层钢筋间距，并作标记；按梅花型布置预制好的砼垫块，每平方米不少于4个；布置纵、横向钢筋，安装绝缘卡；

3、在纵横向钢筋交叉处及纵向钢筋搭接处设置绝缘卡并用塑料带绑扎牢固；

4、纵横向钢筋均匀散布，间距允许偏差±20mm，保护层厚度允许偏差+10mm-5mm；

5、钢筋绑扎完成后，将伸缩缝横模板摆放就位；

（5）轨排组装

1、采用龙门吊把轨枕吊至组装平台，人工配合铺设双块式轨枕，轨枕按照标识好的指定位置堆放整齐、平稳，轨枕间距允许偏差±5mm；

2、摘取轨枕预埋套管上的塑料盖，在承轨台中心位置放下弹性垫板，使垫板孔与预埋管孔对中，安放铁垫板，铁垫板孔应与预埋套管中心对正，在铁垫板中心位置放轨下垫板；

（6）轨排就位及粗调

组装好的轨排架用龙门吊吊装就位，使用轨排架横向、竖向调整螺柱完成轨排的粗调工作，利用螺柱支腿调整高程和水平，横向斜撑调整轨道中心；粗调完成后，轨排架间使用钢轨夹板联结；粗调后的轨道位置误差控制在高程-5～-2mm、中线±5mm；重复测量，确认轨排定位；

（7）上层钢筋绑扎和接地钢筋安装

轨道粗调完成后，进行道床板上层纵横向、架立钢筋、接地钢筋及预埋件安装，接地端子采用焊接方式固定在道床两侧接地钢筋上；

绝缘电阻测试：道床板钢筋架设完后，混凝土浇筑前，测量每个结构钢筋节点的绝缘性能；

（8）模板安装

轨排架纵模板设计为浮动式结构，整套模板按道床宽度与轨排组合成一体，当轨排上下左右调整时，模板随动，能准确地保证道床直线度和道床宽度；

（9）轨排精调

1、无砟轨道精调采用轨检小车；

2、调整中线：调节左右轨向锁定器，调整轨道中线；

3、调整高程：用套筒扳手，旋转竖向螺柱，调整轨道水平、超高；粗调后顶面标高应略低于设计顶面标高；调整螺柱时要缓慢进行，旋转120°为高程变化1mm，调整后用手检查螺柱是否受力，如未受力则拧紧调整附近的螺柱；

4、轨排精调完成后，通过轨向锁定器对轨道排架进行固定；

5、轨道精调和混凝土浇筑之间的时间控制在6h内，轨排测量测点应设在轨排支撑架位置，保证钢轨及其接头的平顺；

（10）浇筑道床板混凝土

（11） 振捣、抹面、成型

1、混凝土浇筑同时进行振捣作业；

2、表层混凝土振捣完成后，及时修整、抹平混凝土裸露面，混凝土入模后用木抹完成粗平，1h 后再用钢抹抹平；

3、抹面完成后，及时清刷轨排、轨枕和扣件，防止污染；

4、混凝土初凝后，松开竖向螺栓1/4～1/2 圈，同时松开扣件和鱼尾板螺栓，避免温度变化时钢轨伸缩对混凝土造成破坏；

（12）轨排、模板拆除

当道床板混凝土达到一定强度，首先顺序旋升竖向螺柱支腿1～2mm；然后松开轨道扣件，顺序拆除排架，拆卸模板，最后经过确认扣件全部松开后，龙门吊吊起排架运至轨排组装区清理待用，进入下一循环施工；

二 、桥梁地段无砟轨道施工

（1） CPⅢ布设

1、CPⅢ控制点应沿线成对埋设，要求相邻点对间距为40-80m；

2、CPⅢ控制点布置在桥梁固定支座端上方挡砟墙顶面；

3、长度80m以内的连续梁跨中不埋设CPⅢ控制点；长度80～120m的连续梁跨中应埋设一对CPⅢ控制点；长度120～180m的连续梁跨中应埋设两对CPⅢ控制点；

4、CPⅢ预埋件应在挡砟墙顶面沿线路两侧成对开凿铅垂方向的安装孔后，使用植筋胶埋设，预埋件外露高度不得大于3mm；

（2）底座板施工

1、施工准备

2、放样底座板结构尺寸线

在清洁完桥面后，采用CPⅢ控制网测量放出底座板中线、两侧边线；曲线段中线横移e值；并使用墨线弹划在桥面上，作为钢筋绑扎控制界限；

3、桥面连接钢筋施工

底座施工前将梁体内的预埋套筒保护盖卸掉，底座板与桥面采用直螺纹钢筋套筒连接；底座施工前将梁体内的预埋套筒保护盖卸掉，底座板与桥面采用直螺纹钢筋套筒连接，螺纹钢筋经过滚丝加工后丝长为28mm,连接钢筋丝头旋入套筒深度不少于25mm；连接钢筋采用HRB400端头套丝螺纹钢筋，直径为16mm；

对于预埋套筒变形大或未能找出的，按照“缺一补二”的原则进行植筋处理，植筋方式为垂直于线路方向，在预埋连接套筒左右两侧距离连接套筒中心≥35mm的位置分别钻直径为20cm、深度为250mm的孔，经清孔、除尘后注入植筋胶，以连续旋转的方式各植入一根直径16mm，长452mm的HRB400热轧带肋钢筋，钢筋植入深度250mm；

4、底座板钢筋加工及绑扎

底座板钢筋加工后利用平板车运送至桥下，汽车吊吊装上桥后进行安装绑扎，对于高桥墩梁，利用平板车直接运至桥面底座板钢筋绑扎处；

底座内纵向钢筋搭接长度不小于500mm，同一断面内搭接率不大于50%，底座板的净保护层厚度35mm；

5、底座板模板施工

①底座板、凹槽模板采用定型钢模板组合成型，螺栓连接，模板安装要保证满足底座板设计尺寸要求；

②底座板模板板缝夹双面胶处理，严禁浇筑混凝土过程中漏浆；

③待底座板模板安装加固完成后，凹槽模板根据放样的平面位置点进行安装，并在四周加设预埋筋固定凹槽模板；安装完成后，全站仪复测凹槽模板及底座模板位置；

④在浇筑混凝土之前对模板进行全面检查；

⑤侧向模板安装必须根据测量放样出的标记进行安装，其平面位置和高程必须准确到位，确保模板紧贴桥面；

6、底座板混凝土施工

浇筑混凝土前再次检查钢筋保护层厚度；模板安装的稳固性至少应满足摊铺整平振捣机操作需要；

混凝土浇筑前，提前2小时洒水湿润桥面，但不得出现明水；砼坍落度宜控制在160mm～200mm；混凝土振捣采用振捣棒振捣，混凝土振捣时禁止对钢筋的撞击；振捣密实后，对顶面进行找平，平整度需达到10mm/3m的要求，曲线地段底座板横坡较大，在砼坍落度控制在180mm±5，砼摊铺整平过程中须用人工不断补充超高范围内的混凝土，最后两遍整平压实；

混凝土浇筑时入模温度不低于5℃；也不宜超过30℃；

底座板浇筑后，及时清理限位凹槽内杂物积水；

7、隔离层、弹性垫层施工

底座板与道床板间设置中间隔离层，隔离层为4mm的聚丙烯土工布设计宽度2800mm；

底座混凝土达到设计强度的75%以上后进行铺设隔离中间层和弹性垫层安装作业；聚丙烯土工布铺设应平整无褶皱，无破损，接缝采用对接，不可重叠；

底座板顶面土工布铺设完毕后，开始铺设限位凹槽内底面的土工布及四周的弹性垫板；

（3） 道床板施工

1、道床工作面清理、施工放样

通过CPⅢ控制点按设计道床板位置在桥梁隔离层上每隔10m放出轨道中线控制点，用钢钉精确定位，划线标识，用墨线弹出轨道中心线；

以轨道中心控制点为基准放出轨枕控制边线及道床板纵、横向模板边线位置；

根据弹出的轨道中心线的位置采用墨线定位出道床板底层每根纵横向钢筋的位置；

2、道床板底层钢筋布设

道床板钢筋在钢筋加工棚内加工，在线上绑扎组装； ①根据弹出的纵向钢筋位置放置纵向钢筋,纵向钢筋搭接处应采用绝缘卡绝缘；

②从道床板一端向另一端按弹出的横向钢筋位置线逐根安装横向钢筋，安装时先将绝缘卡卡在纵向钢筋上，然后将横向钢筋直接放置在绝缘卡卡槽上，纵横向钢筋间距允许偏差±20mm；

③横向钢筋安装完成后，按照横向钢筋安装顺序和方式，安排3人；从道床板一端向另一端采用塑料绝缘扣对纵横向钢筋交叉部位进行斜向交错扎结；

④钢筋绑扎完成后在钢筋网纵向钢筋下安装35mm厚C40混凝土保护层垫块，每横断面上安装5个，纵向间距0.8m，确保每平米不少于4个；

⑤凸台钢筋采用Φ12mm环氧树脂涂层钢筋，施工时按设计图纸进行施工，其与道床板钢筋接头位置，也必须采用绝缘卡进行固定；

3、

①将待用轨枕使用龙门吊吊放在轨排组装平台上的轨枕槽上，每次起吊5根轨枕，按照组装平台上轨枕块的定位线匀枕，轨枕间距偏差控制在5mm以内；检查调整轨枕块位置，并弹线将一侧的螺栓孔布成一条线，偏差小于1mm，人工配合龙门吊，将轨排架扣件螺栓孔位置与轨枕螺栓孔位置对齐，将排架放置在轨枕上，无误后安装扣件并上紧；

②轨排组装前清洁承轨台面，合格后上紧扣件螺栓；

③轨排拼装好之后，检查轨枕间距控制在5mm之内；

4、轨排框架就位

利用平板车将已安装好的轨排运输至现场，利用龙门吊吊装轨排就位，根据板节长度依照轨道中心线依次准确就位，利用轨排框架中线标对准轨道中心线，缓慢下方；在轨排落至道床板前，给竖向螺栓支腿加套塑料套管，轨缝利用相邻的两轨排轨枕间距允许范围误差进行调整；

5、轨排粗调

轨排粗调采用全站仪，道尺完成轨排初步调整；调整原则为先中线后高程；步骤1：中线调整 配备全站仪和测量手簿，采用自由设站法定位，设站时应至少观测附近4对CPⅢ点，测量轨排框架拖梁上的中心基准器，轨排两侧各安排4人同时对轨向锁定器进行调整；如中心基准器偏离轨道中线左侧，则采用46mm开口扳手松动右侧轨向锁定器，同时采用46mm开口扳手拧紧左侧轨向锁定器使轨排向右移动至设计轨道中线位置后拧紧右侧轨向锁定器；如中心基准器偏离轨道中线右侧，则采用46mm开口扳手松动左侧轨向锁定器，同时采用46mm开口扳手拧紧右侧轨向锁定器使轨排向左移动至设计轨道中线位置后拧紧左侧轨向锁定器。中线一次调整不到位时应循环进行，直到中线偏差满足±5mm要求；

步骤2：高程调整 使用精密电子水准仪测量每榀轨排对应拖梁处钢轨的标高，与设计轨面标高对照计算高程差；当实测轨面标高低于设计轨面标高时，应采用36mm开口扳手顺时针旋转竖向螺杆使轨排上升至设计轨面标高；当实测轨面标高高于设计轨面标高时，应松开轨向锁定器，同时采用36mm开口扳手逆时针旋转竖向螺杆使轨排下降至设计轨面标高；竖向螺杆每旋转120°将升降1mm，调整轨排标高时应逐点调整，粗调后的轨道高程误差控制在高程-5～-2mm；

步骤3：粗调完成后，相邻两排架间用夹板联结，接头螺栓按1-3-4-2顺序采用活动扳手拧紧；

6、道床板上层钢筋绑扎

①按设计纵向钢筋间距在轨枕钢筋桁架上标识出纵向钢筋位置并摆放好纵向钢筋，纵向钢筋与轨枕桁架钢筋交叉部位安装绝缘卡，采用塑料绝缘扣按斜向扎结；

②纵向钢筋摆放完成后在道床板最外侧两根钢筋上按设计横向钢筋间距标出横向钢筋位置，从道床板一端向另一端逐根安装横向钢筋，纵横向钢筋交叉处安装绝缘卡；横向钢筋安装完成后按安装顺序和方式对纵横向钢筋交叉点采用塑料绝缘扣按斜向扎结；

7、道床板模板安装

本工序主要作业内容包括：模板检验及清理；安装横向模板；安装纵向模板，横向模板和纵向模板连接；具体施工顺序如下：

①模板检验及清理；

②安装横向模板：横向模板在断缝处使用，位置与底座板横向位置重合，在轨排粗调完毕后，安装横向模板，横向模板提前利用龙门吊装至所需位置的线路中间位置，横向模板两端位置参考纵向模板边线，安装误差为2mm；

③安装纵向模板：纵向模板与轨排框架配套安装，龙门吊将模板吊起，人工配合将模板就位后，使模板底面在一个平面上，保证模板边沿与底座板混凝土侧表面密贴，避免浇筑混凝土时漏浆；相邻的两块模板用螺栓连接，螺栓连接时一定要保证相邻两块模板之间不出现错台；纵向模板安装到位后，将纵向模板与竖向螺柱加固连接，模板内侧用墨线标示道床板顶面线；纵向模板安装精度宽度±5 mm、中线位置2 mm、顶面高程不低于混凝土顶面高程；

④纵向模板安装完毕后，再将横向模板和纵向模板进行连接，让纵向模板和横向模板密贴；

8、综合接地焊接

①每块道床板取上层纵向结构钢筋中3根作为纵向接地钢筋，取道床板上层中间部位1根横向结构钢筋作为横向接地钢筋；

②纵、横向接地钢筋间通过焊接相连，板端接地端子通过焊接与纵向接地钢筋焊连；焊接应为：单面焊长度不小于100mm，双面焊长度不小于55mm，焊缝厚度不小于4mm；

③每块道床板两端各设一个接地端子，端子离板端距离宜在100-150mm间，先用长度为0.4m的不锈钢钢缆将道床板纵向上连接形成长度不大于100m的接地单元，再以长度约3.5m的不锈钢钢缆将接地单元与防护墙上的预埋接地端子进行单点T形连接接地；

④接地钢缆为不锈钢材质，截面不小于200mm²；

⑤钢筋绝缘检测

道床板钢筋绑扎及接地钢筋焊接完成后，应进行绝缘电阻测试，试验采用高阻测定仪进行测试；

9、轨排精调

本工序的主要内容：全站仪设站；测量轨道数据；调整轨道中线；调整高程及锁紧轨排；

①全站仪设站

全站仪观测4对连续的CPⅢ点，自动平差、计算确定设站位置；如偏差大于2mm时，应重新设站；改变测站位置后，必须至少交叉观测后方利用过的4个CPⅢ点，并复测至少已完成精调的一组轨排；

②测量轨道数据

轨检小车放置于轨道上，安装棱镜；全站仪测量轨道状态测量仪顶端棱镜，小车自动测量轨距、超高、水平位置等，接收观测数据，通过配套软件，计算轨道平面位置、水平、超高、轨距数据，将误差值迅速反馈到轨道状态测量仪的电脑显示屏幕上，指导轨道调整；

③调整轨道中线

采用开口扳手调节左右轨向锁定器，调整轨道中线，一次调整2组；在调整过程中，全站仪一直测量轨道状态测量仪棱镜，接收观测数据，通过配套软件，将误差值迅速反馈到轨道状态测量仪的电脑显示屏幕上，直到误差值满足要求后调整结束；中线调整到位后，在仪器监控下拧紧松扣一侧，在此过程中，不得扰动已调整好的中线；

④调整轨道高程

粗调后顶面标高略低于设计顶面标高0～-2mm；旋转竖向螺柱，调整轨道水平、超高；调整后人工检查螺杆与混凝土是否密贴，保证螺杆底部不悬空；

调整螺柱时要缓慢进行，旋转120°为高程变化1mm，调整后用手检查螺杆是否受力，如未受力则调整附近的螺杆；

⑤顺接过渡

前一站调整完成后，下一站调整时需重叠上一站调整过的8至10根轨枕；过渡段从顺接后第一个轨排架开始，每枕的数据递减值宜小于0.2mm，直到绝对偏差接近零为止；

轨道调整完成后，通过轨向锁定器对轨道排架进行固定；如果轨排受到外部扰动，或放置时间过长，即超过10小时，或环境温度变化超过15℃时，必须重新检查或调整；复测后合格报监理工程报验；

10、道床板混凝土施工

①准备工作

清理浇筑面上的杂物，浇筑所需的电力线路以及对各种施工设备泵车、运输罐车、振捣棒做全面检查，保证浇筑过程中均能正常运转；

②检查和确认轨排复测结果

浇筑混凝土前，如果轨道放置时间超过12h或环境温度变化超过15℃，或受到外部条件影响，必须重新检查或调整；

③混凝土拌合与输送

道床板混凝土由拌和站集中拌制，施工时采用混凝土运输车直卸或泵送的方式浇筑；

④混凝土浇筑

为确保混凝土道床板浇筑不产生超限的温度裂缝，浇筑混凝土期间应全天监测环境温度、轨道温度，绘制温度曲线，使混凝土浇筑能在气温变化范围较小的时间段下进行，混凝土入模温度控制在5℃～30℃之间；

采用一端向另一端连续进行，当混凝土从轨枕下自动漫流至下一根轨枕后，方可前移至下一根轨枕继续往前浇筑；

直卸浇筑时，混凝土运输车溜槽转至待浇筑的轨排上方,开启阀门下料；

泵送混凝土时，橡胶泵管口应在轨排上方且下料方向基本垂直轨排，通过移动下料管控制混凝土下料高度；

⑤抹面及清洗

⑥混凝土养护

道床板混凝土采用保湿保温养护，养护时间不少于7天；

⑦成品保护

11、模板、轨排框架拆除及水泥砂浆填塞螺杆孔洞

①横向模板拆除

道床板混凝土抗压强度达到5MPa后，先将纵横向模板连接和横向模板连接以及与其它连接件松开，然后轻敲模板，至模板松动后，龙门吊吊出至线间内，利用模板专用运输车运至下一循环，进行清理；

纵向模板拆除完毕的地段即可拆除横向模板，横向模板通过龙门吊和人工配合拆除完毕后，拆除模板横向固定钢条；

②轨排框架拆除

顺序旋升竖向螺柱支腿1～2 mm，松开单元轨的全部扣件，并取下进行清理；

扣件取下后，用龙门吊吊装排架运至下一作业区清理待用，进入下一循环施工；

③水泥砂浆填塞螺杆孔洞

将竖向螺柱孔洞内的塑料套管清除干净，人工用M40高强度无收缩水泥砂浆将螺杆孔进行封堵密实，并将表面抹平。

2.如权利要求1所述的重载铁路隧道群无砟轨道施工方法，其特征在于，还包括路基地段无砟轨道施工

（1）区间路基段CPⅢ布设

1、CPⅢ控制点应布置在路肩位置；

2、无砟轨道段的控制点应按《新建时速200公里客货共线有砟轨道铁路轨道控制网测设补充规定》（铁总建设〔2013〕88号）条文说明2.0.2的相关要求，布置在接触网杆基础上；

（2）底座、道床板施工方法与桥梁地段类似，需在沉降评估合格后施做。